1、2劉士榮教授liushiron HYPERLINK mailto:Grid-ConnectionPhotovoltaicMicro-GridSystem(并網(wǎng)光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)2杭州電子科技大學(xué)光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)中心2010年8月28日提綱分布式發(fā)電（DG）、微型電網(wǎng)與智能電網(wǎng)二、國外微電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀杭州電子科技大學(xué)PV微電網(wǎng)項目介紹22四、主要研究工作一、分布式發(fā)電、微型電網(wǎng)與智能電網(wǎng)1分布式發(fā)電（DistributedGeneration,DG）以清潔能源為主的分布式電源（DistributedEnergyResources,DERs）微型燃?xì)廨啓C發(fā)電：以天然氣、甲烷、汽油礫油）為燃料的超小

2、型燃?xì)廨啓C，發(fā)電效率可達30%以上，實行熱電聯(lián)產(chǎn)，效率可進一步提高。特點：體積小、發(fā)電效率高.排污少.運行維護簡單。燃料電池發(fā)電：熔融碳酸鹽型MCFC、磷酸鹽型PAFC.固體氧化物型SOFC、質(zhì)子交換膜PEMFC。將燃料（天然氣、煤制氣.石油）中的氫氣借助電解質(zhì)與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在生成水的同時進行發(fā)電。除電能之外，副產(chǎn)品：熱、水.少量CO2分布式電源(DistributedEnergyResources,DERs)S太陽能發(fā)電技術(shù)（光伏、光熱）風(fēng)力發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)海洋能發(fā)電技術(shù)地?zé)崮馨l(fā)電技術(shù)儲能裝置：蓄電池儲能、超導(dǎo)儲能、飛輪儲能化石能源可再生能源清潔能源減少C02排放量(w

3、indF分布式發(fā)電（DG）節(jié)省能源/降低能源成本分布式發(fā)電（DG）分布式發(fā)電（DG）是通過在配電網(wǎng)建立單獨的發(fā)電裝置來對重要負(fù)荷進行供電，并通過PCC（pointofcommoncoupling）和外界電網(wǎng)進行能量交換。分布式發(fā)電特點：靠近負(fù)荷用戶，通過電能和熱能的綜合利用提高能源利用效率提高電能質(zhì)量和供電可靠性減少各種碳化物的排放，比較環(huán)保減少電能遠(yuǎn)炭離傳輸帶來的線損和各種穩(wěn)定方而的問題延緩因負(fù)荷不斷增長帶來的電網(wǎng)不斷擴建總之,大電網(wǎng)與分布式發(fā)電（DG）相結(jié)合：降低能耗、提高電力系統(tǒng)的可靠性和靈活性。分布式發(fā)電(DG)分布式發(fā)電的不足：分布式電源單機接入配電網(wǎng)成本高，控制困難分布式電源對于大

4、電網(wǎng)而言是不可控源，通常電力公司是釆取限制、隔離的方式來對待DERs,減少DERs對大電網(wǎng)的沖擊當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，DERs必須馬上退出運行，影響了DERs作用的發(fā)揮微型電網(wǎng)(MicroGrid)2、微型電網(wǎng)(MicroGrid)大電網(wǎng)微型電網(wǎng)：將各類發(fā)電裝置、儲能裝置、負(fù)荷及控制裝置集成起來，形成一個單一可控的單元，同時向用戶供給電能和熱能。Distributionline；Substation1PhotooltcpenwgencrirtioncccMicrogastuibine.etc.ITSubstation2ManngefiimtsMecnsManagingtheoverallsys

5、temCooiinumcBtionnclorlL*rpoweruifttl(acr*Efuli/hpcuntnldcv*kitS半fcctoi咤dzrAilfKSBDciiimJMbdfaMetfuvCvalfdlttdhtfiNilnlMdiSefimdhikedmifikctulk)(ki巧中an.Midaj0：ner微型電網(wǎng)(MicToGrid)微型電網(wǎng)特點：除了分布式發(fā)電的優(yōu)勢之外配電網(wǎng)側(cè)：微型電網(wǎng)相當(dāng)丁電網(wǎng)中的一個可控單元，它可以在數(shù)秒內(nèi)動作，以響應(yīng)外部輸配電網(wǎng)的需求用戶側(cè)：微型電網(wǎng)相當(dāng)于可定制的電源，可滿足用戶多樣化的耍求。例如增加供電可靠性，降低饋線損耗，支持當(dāng)?shù)仉妷?，及時提供電

6、壓下坍的校止，利用廢熱提髙效率。電壓等級：適合于中、低壓配電網(wǎng)電源容量：微電源的容量在兒十千瓦兒百千瓦，或兒個兆瓦運行模式：并網(wǎng)運行、門治運行(孤島運行)典型微型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意一種新型的電力系統(tǒng)：將一定區(qū)域內(nèi)擁有的發(fā)電資源聯(lián)結(jié)起來，并通過配電網(wǎng)與主干大電網(wǎng)并網(wǎng)運行可以并網(wǎng)運行，也可以孤島運行智能電網(wǎng)(SmartGrid)3、智能電網(wǎng)(SmartGrid)智能電網(wǎng)應(yīng)有以下特點：提供符合21世紀(jì)需求的高品質(zhì)電能電力系統(tǒng)有故障或干擾發(fā)生時，能自愈用戶積極參于需求響應(yīng)，定制用戶電力系統(tǒng)容納所有發(fā)電資源及儲能裝置能柔性應(yīng)對自然災(zāi)害和人為破壞，增強電力安全提供新產(chǎn)品、服務(wù)及市場優(yōu)化資產(chǎn)、高效運作智能電網(wǎng)：配

7、電網(wǎng)、輸電網(wǎng)智能電網(wǎng)(SmartGrid)智能電網(wǎng)(SmartGrid)與微型電網(wǎng)(MicroGrid)ThegoalsofboththeSmartGridandtheMicroGridarethesame:tomaximizegenerationassetsthroughembeddedintelligencewhiledramaticallyboostingefficiencies,therebyminimizingcosts.智能電網(wǎng)和微電網(wǎng)的目的是相同的，即：通過嵌入式智能化來最大化發(fā)電資產(chǎn)同時夢幻化地提高效益，從而使成本最小化EMS、BEMS、HEMS國外微網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀CornmunS

8、on3-PdntofCommonCouplngCircuitA:Setniti/eLoachChctricWresQrojitB：controlablyLeadsPcwrFigCerroilGrenergyMargerSV111CSixirhTrnditonaltitecconnGction美國的微網(wǎng)研究-CERTS（瑕早的微網(wǎng)）13美國的微網(wǎng)研究-CERTS（美國電力可靠性技術(shù)解決方案協(xié)廳硯CERTS微電網(wǎng)的設(shè)計特點：分散的即插即用系統(tǒng)（plug-and-playsystem）,整個系統(tǒng)靈活性很好單點并網(wǎng)不上網(wǎng)，公共耦合（PCC）,不外送功率清晰的設(shè)計以提供不同層次的電能質(zhì)量和供電可靠性隨時

9、可接入DERs等美國夏威夷地區(qū)島嶼微網(wǎng)SolarArrayTwelve125kWSunPowerArraysSateonInvertersTwelveGenl135kWIEEE1547rangeextendedCurtailmentControlCHPUnitEnergyStorage(Planned)GNBAhxolyk-1401)AhCeils4O5kW；750kWhPVAnyInvertersPVArrayInvectersPVArrayIn/eftefs9-IKi斗-yPressedBneieryOf.c、15加拿大HARP微網(wǎng)（HydroAssistedRenewablePoweMi

10、crohydro可再生能源過剩時，由燃料電池儲存能量；系統(tǒng)峰荷或電源發(fā)電不足時，由燃料電池發(fā)電17加拿大微網(wǎng)（卑詩省山區(qū)微網(wǎng)） 加拿大微網(wǎng)（卑詩省山區(qū)獨立微網(wǎng)）19歐盟的微網(wǎng)研究項目（Manheim微網(wǎng)）FieldtestairaF3ii4hu4k)WhkpftGriUkWd8kWINtKPerleSPAINtAfiflNZTVNETHERLANDS-IMfoectDENMARKtlllUFRANCEEC*“PxkARWWfSnPARTNERS11EUCOUNTRIESGREECEICCSiWTUAARCOGfRMANOSCRtSGERMANYWWIKSIMHWsetSWITZERLANDah

11、hITALY(1創(chuàng)POLANDIRPOBudmt:81歐盟的微網(wǎng)研究多微網(wǎng)項目的主要目標(biāo):研究成熟的分布式電源控制技術(shù)研究多個微網(wǎng)的集成研究標(biāo)準(zhǔn)和基準(zhǔn)的需要實際微網(wǎng)中的控制技術(shù)微網(wǎng)對電力系統(tǒng)運行和計劃的影響 歐洲的微網(wǎng)示范項目希臘Kythnos島微網(wǎng)系統(tǒng) Load:12housesconnectedonasinglephase230Vacgrid.Generation:5PVunitsconnectedviastandardgrid-tiedinverters.A9kVAdieselgent(forback-up).Storage:Battery(60Volt,52kWh)through3bi

12、-directionalinvertersoperatinginparallel.Monitoring:Dataloggingequipment歐洲的微網(wǎng)示范項目荷蘭Continuon度假村微網(wǎng)系統(tǒng)108cottageswithPVroofsInstalledsolarpower315kWpPeakload150kWEnergybalanceover1dayduringsunnysummerday(presentsituation)日本的微網(wǎng)研究（NEDO美國新墨西哥實證項目）彎Powersystemcontrol-SystemcontrolEnergytransfer,ccrslantpow

13、erfollowcontrdDemandrospon9BLargestorageiReceivipointgenerator.Housing(infuture)Substa8!EVcondtowCommercialbuildingSmanBEMSDemand(esponse)SMPV/storagebatte/equipTOntcontrolSmartHEMSbSmartmetersPV/stcrggebatterycontrolDemandresponseSmartblocks(apadmenlhouses日本清水建設(shè)技研所的CHP微網(wǎng)系統(tǒng)綜合控制系統(tǒng)排熱回收購電電的流動排熱利用推熱回收型吸

14、收式冷溫水發(fā)生器通往實驗樓熱氣的流動熱泵冷氣機27 HDU-光伏發(fā)電微型電網(wǎng)（PVMicroGrid聽并網(wǎng)光伏發(fā)電微型電網(wǎng)系統(tǒng)以太陽光發(fā)電為主要電源，并需有穩(wěn)定電源（如微型燃?xì)廨啓C、燃料電池、大容量儲能裝置等）配合具有潔凈、運行成本低、可直接分布在用戶負(fù)荷中心附近、適合城市化、區(qū)域化應(yīng)用提高災(zāi)變情況下供電系統(tǒng)可靠性應(yīng)用場合：公共設(shè)施、學(xué)校、社區(qū)、醫(yī)院、商場、工廠、農(nóng)村、海島、國防軍事等 # 并網(wǎng)光伏發(fā)電微型電網(wǎng)中方執(zhí)行單位：杭州電子科技大學(xué)日方執(zhí)行單位：清水建設(shè)技術(shù)研究所先進穩(wěn)定的并網(wǎng)光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)中日政府可再生能源科技合作項目2007年中日政府可再生能源科技合作項目之一。國家發(fā)改委、浙江省

15、發(fā)改委與日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)（簡稱NEDO）合作。微網(wǎng)系統(tǒng)的電源容量240kW太陽能發(fā)電：120kW柴油發(fā)電機:120kW光伏發(fā)電（自然變動能源）比率提升到50%。31光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成大學(xué)內(nèi)的高壓系統(tǒng)供需控制系統(tǒng)菜袖節(jié)lOOkVA控M!豐普I100kW2sec電池xlh太陽能發(fā)電120KW微網(wǎng)系統(tǒng)的電源容量：240kW太陽能發(fā)電：120kW些汕甥由知*120kW光伏發(fā)電（自然變動能源）比率提升到50%。國內(nèi)第一座并網(wǎng)光伏發(fā)電微型電網(wǎng)系統(tǒng)世界上第一座自然變動電源比例達50%的并網(wǎng)光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)實證實驗系統(tǒng)的構(gòu)建微網(wǎng)構(gòu)建的位置36太陽能電池（120kW）配置圖36ro-匕IJI-

16、1太陽能電池板的數(shù)：728張電池板安裝面積:946m2固定輸出功*:120kW3636J仗仁事屋頂太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)柴油發(fā)電機組、蓄電池系統(tǒng)蓄電池糸統(tǒng)研究的目標(biāo)擔(dān)心會給電網(wǎng)帶來影響今后能夠大量引進太陽能發(fā)電等新能源構(gòu)筑以太陽能等自然變動能源為主體的穩(wěn)定微網(wǎng)系統(tǒng)對利用微網(wǎng)安全供電時所需要的技術(shù)性課題進行實證研究并網(wǎng)狀態(tài)：以盡屋降低對電網(wǎng)的彩響為前提，實現(xiàn)穩(wěn)定供電獨立運行：提供電壓、頻率穩(wěn)怎的高品質(zhì)電力實證研究的內(nèi)容對微網(wǎng)穩(wěn)定供電對策進行驗證對供需的控制方法進行驗證對瞬間、短周期（數(shù)秒內(nèi)）功率（電壓、頻率）變動的追隨性能進行驗證對在最大程度上利用太陽能發(fā)電等自然變動電源的供電系統(tǒng)進行驗證對并網(wǎng)及自

17、立運行時的電力供需狀態(tài)模擬和分析 自立（孤島）運行時,電能質(zhì)量符合國標(biāo)電能質(zhì)量 # #微網(wǎng)系統(tǒng)在獨立（孤島）運行的電能質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)電壓標(biāo)準(zhǔn)電壓380V：380V土7%頻率偏差土0.10.3Hz（平均值）電壓閃變V10W0.32V（平均值）高次諧波35%（綜合）項目的特點構(gòu)建微網(wǎng)系統(tǒng)，把光伏發(fā)電比率提升到50%太陽能發(fā)電：120kW柴油發(fā)電機：120k、V對并網(wǎng)及獨立運行狀態(tài)下的供電穩(wěn)定性進行驗證通過供需控制系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定供電利用蓄電池、超級電容追隨負(fù)荷變動通過質(zhì)量調(diào)節(jié)、瞬間電壓跌落補償裝置提高供電品質(zhì)獨立運行時，積極利用干擾發(fā)生裝置驗證供電品質(zhì)通過人工干擾（電壓變動、頻率變動、閃變、高次諧波等），

18、對維護供電品質(zhì)的對策進行驗證 微網(wǎng)的供需控制系統(tǒng)供需控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并網(wǎng)點潮流控制 # #TrndGraph # #2lPs丫5ewnv“*M/lHV，ol協(xié)AOMixawoo4$eATaaiPigWxsXOEDaIBI2wT-144刖ii.iniw44IMO15Wwoco匚00mr&1Uwv*j.Pr7ir*X!PVPUKMIM9、wArtX!co0JUM*；yBADXXXi,dXDCCOCO+.onmF上-J4CATCATr*gAwZ9xioocc-w?a+.5ekepewxeeu*.111nn2U5%O*J:SP*M34xoe*-XDCCOMH,T1-OM-w$*_O*J并網(wǎng)點潮流控制試驗.滄謁&則S吟、.：l(MWltIO：OI：U2七”TrrndCfshra并網(wǎng)點恒定潮流控制實驗(RcputSurrranTrendOra*OcmirvJ&SLpplyCcrcrdSyatom卜丄lUAhMSC.150O*I*3*7Paneux0y*l?TiKVW-M“cayaj2)0)-WOO.Qmm.CXJOJP-0*2w，核杯:CMW2W0*CMturtwTP童444MO